Połóż się dla badań kosmicznych!

Sekwencja obrazów ochotnika leżącego w łóżku, który jest przechylany w dół (ESA).

W alpejskiej dolinie w Słowenii grupa 24 ochotników przez dwa miesiące przestrzegała reżimu leżenia w łóżku, aby zbadać, jak długotrwała bezczynność wpływa na organizm człowieka. Uczestnicy nie mogli wstawać i wszystkie codzienne czynności, w tym jedzenie, kąpiel i toaleta, wykonywali z głową niżej niż stopy.

Ten rygorystyczny protokół sprawił, że ich ciała zareagowały tak, jakby byli astronautami przebywającymi na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej podczas długotrwałej misji. Naukowcy monitorowali wszystko, od funkcji mózgu po reakcje immunologiczne, zbierając dane dotyczące mięśni, kości i zmian w płynach ustrojowych.

Druga kampania projektu BRAVE – skrót od „Bed Rest with Artificial gravity and resistive Vibration Exercise” (leżenie w łóżku z wykorzystaniem sztucznej grawitacji i ćwiczeń z oporem wibracyjnym) – podniosła złożoność do poprzednich badań dotyczących leżenia w łóżku, dodając do nich trzy kolejne elementy: sztuczną grawitację i ćwiczenia z oporem wibracyjnym, a wszystko to w warunkach obniżonego poziomu tlenu symulujących warunki panujące na wysokości 4000 metrów. Kampania BRAVE odbyła się w słoweńskim centrum narciarskim Planica Nordic Centre (miejscowość może być znana fanom skoków narciarskich).

Ponieważ obracanie się sprzyjało powrotowi krwi do stóp, uczestnicy codziennie wykonywali 30-minutowy zestaw ćwiczeń obejmujący przysiady, skoki oraz unoszenie pięt i palców stóp. Sztuczna grawitacja może potencjalnie zmniejszyć wiele negatywnych skutków nieważkości dla organizmu ludzkiego.

Każdy dzień był starannie zaplanowany: posiłki w łóżku, badania lekarskie, testy poznawcze i pobieranie próbek biologicznych. Ośrodek w Planicy dysponuje sprzętem do badań klinicznych, który umożliwia porównanie z innymi badaniami ESA dotyczącymi leżenia w łóżku.

W ramach kampanii BRAVE przeprowadzono łącznie 13 eksperymentów, które pozwoliły naukowcom przetestować techniki przeciwdziałające negatywnym skutkom życia w kosmosie. Wiele z tych skutków – osteoporoza, utrata masy mięśniowej i osłabienie układu sercowo-naczyniowego – przypomina objawy występujące u osób starszych lub pacjentów obłożnie chorych.

To też nie pierwszy tego typu zestaw eksperymentów. ESA od lat rozszerza swój „program leżenia w łóżku”, który umożliwia naukowcom badanie reakcji ludzkiego organizmu na życie w kosmosie – bez konieczności opuszczania łóżka.

W stanie nieważkości ciała astronautów tracą masę mięśniową i gęstość kości, zmienia się wzrok, płyny przemieszczają się do mózgu i nie tylko – nasze ciała są przystosowane do życia na Ziemi a nie do lotów kosmicznych!

Znalezienie sposobów na zachowanie zdrowia na orbicie stanowi istotną część badań nad lotami kosmicznymi z udziałem ludzi. Im więcej osób bierze udział w badaniach, tym lepiej, ale… wysyłanie ludzi w kosmos jest kosztowne i trudne.

Badania z leżeniem w łóżku symulują niektóre aspekty lotów kosmicznych. te prowadzone w Tuluzie i Kolonii – poprzez umieszczenie ochotników w łóżku na długi czas z głową ustawioną 6° poniżej poziomu. Przez cały czas jedno ramię musi dotykać łóżka – dotyczy to również posiłków, pryszniców i toalety.

Każda placówka wykonująca opisywane badania posiada wirówkę, która może obracać ochotników podczas leżenia, odtwarzając działanie grawitacji w kierunku ich stóp. Sztuczna grawitacja może przeciwdziałać niektórym zmianom zachodzącym w organizmie człowieka podczas eksploracji kosmosu.

„Celem jest ostateczne przetestowanie środków, które zmniejszają niepożądane skutki życia w stanie nieważkości” – wyjaśnia Angelique Van Ombergen, koordynator naukowy ESA ds. badań nad człowiekiem. „ESA ma długą historię prowadzenia badań dotyczących leżenia w łóżku, a ta runda pozwala nam wykorzystać całą naszą wiedzę do dopracowania i opracowania najlepszych technik”.

Na wirówkach zamontowane są specjalne urządzenia do ćwiczeń. Efekt samego wirowania wirówki jest porównywany z wirowaniem i ćwiczeniami oraz z grupami kontrolnymi, tak aby przygotować się do eksploracji Księżyca i dalszej przestrzeni kosmicznych.

Naukowcy ESA eksperymentują też z kładzeniem ochotników do wanny… na sucho.

W ośrodku Medes w Tuluzie (Francja) wykorzystane do tego są tzw. „suche wanny”, w których leżało przez 5 dni 20 osób. Podobnie jak w zwykłych wannach, byli zawieszeni w wodzie, jednak nie dotykali jej.

Badania z wykorzystaniem suchych wanien prowadzone są, aby poprzez zawieszenie i podtrzymywanie uczestników badania, symulować stan unoszenia się astronautów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

„Zdecydowaliśmy się rozpocząć nasz pierwszy protokół zanurzenia na sucho z udziałem wyłącznie kobiet, ponieważ nie ma prawie żadnych danych dotyczących kobiet” – mówi Jennifer Ngo-Anh, kierownik zespołu ESA ds. lotów kosmicznych z udziałem ludzi, mówi, że pierwsze tego typu badanie prowadzili wyłącznie z udziałem kobiet, z uwagi na to, że nie było prawie żadnych tego typu danych dotyczących kobiet. „W pierwszej rundzie nie prowadzimy żadnych konkretnych eksperymentów, ale zbieramy dane, aby lepiej zrozumieć model zanurzenia na sucho i reakcje kobiet, aby ocenić te badania pod kątem bardziej szczegółowych analiz w przyszłości”.

„Otrzymujemy wiele zgłoszeń od osób chętnych do udziału w tych badaniach jako wolontariusze” – podsumowuje Jennifer – „ale to nie jest żart. Leżenie w łóżku może wydawać się przyjemnością, ale szybko mija entuzjazm, zwłaszcza gdy trzeba pobierać krew i wykonywać biopsje mięśni. Nieustannie wyrażamy uznanie dla wolontariuszy, którzy poświęcają swoje codzienne życie dla dobra badań nad kosmosem!”

Bedrest volunteer dreams of the outside world

Wyniki tego typu badań przynoszą korzyści nie tylko astronautom, ale mają również znaczenie dla osób na Ziemi, które na przykład przez długi czas są przykute do łóżka.

Więcej zdjęć: